آمونیاک سازی و تولید کودهای شیمیایی

تهیه آمونیاک به مقدار زیاد آن در تولید کودهای شیمیائی، نیتریک اسید، هیدروژن سیانید، اکریلونیتریل و تهیه الیاف مصنوعی، رنگها و ترکیبهای بسیار تنوع دیگر است. بخش عمده آمونیاک تولید شده در ساخت کودهای نیتروژن دار مصرف میشود. فریتزها بروکارل بوشی در سال 1912 برای اولین بار آمونیاک را سنتز کردند. پیش از جنگ جهانی دوم، هیدروژن لازم برای سنتز آمونیاک از هیدروکربنهای حاصله از منابع زغال سنگ تأمین می شد ولی پس از آن اغلب از گاز طبیعی و نفتا استفاده می شود.

تحقیقات و بررسی های دانشمندان در زمینه رشد گیاهان نشان داد که تغذیه ورشد آنها نه تنها به مواد معدنی بلکه به عنصرهای دیگری مانند کربن، نیتروژن، هیدروژن، فسفر و گوگرد نیز بستگی دارد. استفاده کافی از ترکیبهای نیتروژن دار برای جلوگیری از کاهش بازده آنها اجتناب ناپذیر است. استفاده از کودهای شیمیایی در کشاورزی امری مهم در تولید فراورده های کشاورزی است

تهیه آمونیاک

برای تهیه آمونیاک به هیدروژن ونیتروژن نیاز داریم. آمونیاک مهمترین ترکیب نیتروژن دار است و ماده اولیه خوبی برای تهیه ترکیبهای نیتروژن دار به شمار می آید. آمونیاک در طبیعت از تجزیه مواد  گیاهی دارای پروتئین تشکیل میشود همچنین آمونیاک به عنوان فراورده جانبی سوخت و ساز ارگانیزمهای حیوانی به صورت اوره دفع می شود. مواد خام یا مواد اولیه در سنتز آمونیاک، نیتروژن جوّ و هیدروژن است. هیدروژن را می توان از آب، گاز طبیعی، نفتا بکار گرفته می شوند. شرح دهیم. همانطور که گفته شد روش هابر-بوش در تهیه آمونیاک جوابگوی مصرف رو به افزایش تهیه کود بوده در فرایند هابر-بوش از فشار و دمای بالا استفاده می شود که فقط آغاز تحول در شیمی صنعتی بود.

تهیه هیدروژن از هیدروکربنها و برشهای نفتی از واکنش هیدروکربنها به حالت گاز با بخار آب در حضور کاتالیزور، هیدروژن به همراه کربن مونوکسید، کربن دی اکسید، متان و فراورده های جانبی دیگر به دست می آیند که با روشهای ویژه از محصول اصلی یعنی هیدروژن جدا می شوند. تولید هیدروژن از نفتا و بخار را کراکینگ بخاری یا ویفرمینگ بخار می نامند. در کشورهایی که به الکتریسیته ارزان دسترسی دارند هیدروژن را از الکترولیز اب یا الکترولیز کلریدهای قلیایی و یا هیدروکلریک اسید تهیه می کنند.

تهیه نیتروژن

78% هوا را نیتروژن و 21% حجمی آن را اکسیژن و 1% بقیه را سایر گازها تشکیل می دهند. برای تهیه نیتروژن، مخلوط هوا و متان را به نسبت مناسب می سوزانند نیتروژن از اکسیژن جدا می شود. متان مورد نیاز از کراکینگ بخاری نفتا حاصل می شود. روش دیگر تولید نیتروژن، مایع کردن هوا و سپس تقطیر جزء به جزء آن است.

جداسازی گازهای زاید با نسبت مناسب

هیدروژن و نیتروژن با نسبت مناسب با هم ترکیب می شوند. پیش از آنکه این دو گاز با یکدیگر واکنش دهند و آمونیاک تولید شود، ناخالصی های گازی مانند اکسیژن هوا، کربن مونوکسید، کربن دی اکسید و ترکیبات گوگردی باید زدوده شوند. زیرا کاتالیزور بر اثر تماس با ناخالصی های غیر فعال می شود. و ضرر اقتصادی فراوان به بار می آورد. دستگاه تخلیص گازهای خام فضای زیادی از کارخانه آمونیاک سازی را اشغال می کند. برای زدودن کربن مونوکسید ابتدا آن را بر اثر واکنش با بخار آب به کربن دی اکسید تبدیل می کنند.

زهره نسایی